Generalized domain-initial markedness

El pequeño tamaño y la gran superficie específica que tienen estas partículas, les confiere una gran reactividad que puede llegar a ser perjudicial para la salud y el medioambiente. Esta reactividad también es la responsable de su alta tendencia a la aglomeración.

1.4.1 TOXICIDAD

Décadas después de su aparición en laboratorios y en productos de consumo, algunos científicos están comenzando a preguntarse si las partículas nanométricas, deben ser investigadas por sus posibles impactos negativos en la salud y el ambiente71- 75_{. A consecuencia de esto, se ha introducido una nueva política sobre sustancias} químicas de la Unión Europea, REACH (Registration, Evaluation and Authorization of CHemicals), que tiene como objetivo garantizar un alto nivel de protección de la salud y el medio ambiente, así como acentuar la innovación en compuestos químicos ecológicos76,77. REACH entró en vigor el 1 de junio de 2007, y esta nueva normativa sustituye alrededor de otras 40 normativas y directivas europeas existentes para

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proporcionar un único sistema de regulación de los compuestos químicos y de una forma más organizada.

Además, en relación con las nanopartículas, hay que tener en cuenta que en una sustancia que contenga nanopartículas, éstas normalmente no se encuentran monodispersas. Esto hace que sea aún más difícil evaluar con precisión los parámetros de la nanoescala, especialmente cuando se considera la dosis de los estudios toxicológicos. En este sentido, puede suponerse que un agregado de nanopartículas, que puede tener dimensiones medido en micras en lugar de nanómetros, se comportan de manera diferente a las nanopartículas de modo individual, pero al mismo tiempo, no hay razón para esperar que el conjunto se comporte como una partícula de gran tamaño. Del mismo modo, se podría esperar que el comportamiento de las nanopartículas dependa de su solubilidad y la susceptibilidad a la degradación y no de que su composición química ni tamaño de partícula se mantengan constantes en el tiempo.

Un factor que hay que tener en cuenta cuando se manipulan nanopartículas, es que estos nanomateriales pueden ser igual o más perjudiciales que las partículas o fibras de escala no nanométrica del mismo material78. Esto se puede explicar debido a que por su pequeño tamaño y a su elevada reactividad superficial, pueden infiltrase de modo general en el cuerpo humano mediante los pulmones79-83, penetrar por contacto con la piel, y mediante el tracto gastrointestinal. Los nanomateriales inhalados, dependiendo de su tamaño, forma y composición química, son capaces de penetrar y depositarse en los diferentes compartimentos del aparato respiratorio, en la región extra-torácica incluyendo la boca, fosas nasales, la laringe y la faringe; la región traqueo-bronquial, de la tráquea a los bronquios; y la región alveolar que comprende los bronquiolos y los alvéolos84 _{tal y como se muestra en la Figura 1.4.}

Obtención de Nanopartículas Oxídicas, Metálicas y Aleaciones 20

Figura 1.4. Fracciones de entrada por vía inhalatoria de las nanopartículas.

Este tipo de partículas pueden penetrar a través de los folículos pilosos, donde los constituyentes de las partículas pueden disolverse en condiciones acuosas y penetrar a través de la piel. Por otro lado, hay que tener en cuenta que, dado que la penetración directa a través de la piel ha estado descrita para partículas con un diámetro de 1 μm, es razonable pensar que las nanopartículas penetrarán con mayor facilidad.

Una vez introducidas en el cuerpo pasan al torrente sanguíneo, linfático y al sistema nervioso sirviéndoles como vehículo para llegar a muchos tejidos y órganos85,86, incluido el cerebro87. La clave para entender su toxicidad viene dada por su pequeño tamaño, menor que las células y órganos, lo que les permite acceder a estas estructuras biológicas básicas, trastornando su normal funcionamiento88.

Con el fin de entender y clasificar los mecanismos de toxicidad de las nanopartículas, se necesita información sobre la respuesta de los seres vivos a la presencia de las nanopartículas teniendo en cuenta los parámetros anteriormente indicados (tamaño, forma, superficie y composición química en masa), así como el

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destino de las nanopartículas que son objeto de procesos de desplazamiento y degradación. La ruta de acceso típica en el órgano y / o célula, que puede ser el resultado de la difusión o el transporte intracelular activa, también es importante. No se encuentra disponible mucha información sobre estos aspectos, y esto implica que hay una necesidad urgente de datos acerca del comportamiento de las nanopartículas78. 1.4.2. AGLOMERACIÓN

El principal problema en la síntesis de nanopartículas es la posterior aglomeración de las nanopartículas debido a su gran superficie específica 89-92 (Figura 1.5). Esto sucede porque las partículas nanométricas que están, por ejemplo, en una suspensión coloidal tienen un tamaño similar a la doble capa y a que poseen un valor muy alto en la relación superficie/volumen93. En este sentido, las fuerzas de Van der Waals pueden dar lugar a enlaces débiles que hace que aumente el tamaño de las partículas por la aglomeración. Como consecuencia de esto, las propiedades únicas que poseen estas partículas debido a que su tamaño es inferior a la longitud característica que rige dichas propiedades, se pierden con la coalescencia de estas.

Obtención de Nanopartículas Oxídicas, Metálicas y Aleaciones 22

Un método para evitar la aglomeración y los problemas de salud derivados de la posible toxicidad de las nanopartículas, es soportarlas94-97 _{o embeberlas}98-105 _{en una} matriz y así facilitar su manipulación en las diferentes etapas del procesamiento de los materiales. Debido a esto, el empleo de una matriz con una elevada superficie específica que permita la obtención de nanopartículas de distinta naturaleza, tanto metálicas como oxídicas y aleaciones monodispersas donde se evite la aglomeración de las partículas, resulta de gran interés.